JPH04363251A - Ink jet recording method - Google Patents

Ink jet recording method

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Publication number
JPH04363251A
JPH04363251A JP32010190A JP32010190A JPH04363251A JP H04363251 A JPH04363251 A JP H04363251A JP 32010190 A JP32010190 A JP 32010190A JP 32010190 A JP32010190 A JP 32010190A JP H04363251 A JPH04363251 A JP H04363251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
heater
printing
ink
printing pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32010190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Fujii
藤井 雅彦
Hideharu Takei
竹井 英陽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP32010190A priority Critical patent/JPH04363251A/en
Publication of JPH04363251A publication Critical patent/JPH04363251A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable image without causing the consumption of electricity to increase and without being affected by exterior environment by applying to a heater a pulse smaller in energy than a printing pulse before applying the printing pulse. CONSTITUTION:An ink jet recording is effected by applying a printing pulse to a heater provided on a base plate and flying ink drops onto a recording medium by the pressure of the vapor bubbles formed under heat produced by the heater. Before applying the printing pulse, a pulse 21 smaller in energy than the printing pulse 20 is applied to the heater. The temp. of ink near the heater is raised by the heater energized by the pulse 20 to permit the volume of the bubbles being formed to increase. In this way the volume of the ink drops to be injected can be increased. The pulse 21 to be applied before the printing pulse may be applied only when ambient temp. is low.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ヒーターの発熱により発生する蒸気バブルの
圧力によってインクドロップを噴射し、記録を行なうイ
ンクジェット記録方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an inkjet recording method in which recording is performed by jetting ink drops using the pressure of vapor bubbles generated by heat generated by a heater.

(従来の技術) インクジェット記録方法において、ヒーターの発熱によ
り発生する蒸気バブルの圧力によってインクドロップを
噴射させるサーマルインタンニット記録方式は、その構
造的特徴から高密度で高速記録が十分可能であり、かつ
、マルチノズルヘッドの実現が極めて容易であるため、
近年注目を集めてきている。
(Prior Art) In the inkjet recording method, the thermal intanite recording method, in which ink drops are ejected by the pressure of vapor bubbles generated by heat generated by a heater, is capable of high-density and high-speed recording due to its structural characteristics. , it is extremely easy to realize a multi-nozzle head.
It has been attracting attention in recent years.

このようなサーマルインクジェット記録方式においては
、使用環境温度、特に、ヘッド中のインクの温度によっ
て、インクの物性値やバブル発生の状態が変わり、結果
として噴射されるドロップ量が変化する。したがって、
環境温度により画像濃度が変化したり、最悪の場合、ベ
タ印字の際に、ドット間に隙間が生じたり、著しい画質
の劣化が生じるという問題がある。
In such a thermal inkjet recording method, the physical properties of the ink and the state of bubble generation change depending on the operating environment temperature, particularly the temperature of the ink in the head, and as a result, the amount of ejected drops changes. therefore,
There are problems in that the image density changes depending on the environmental temperature, and in the worst case, gaps occur between dots during solid printing, resulting in significant deterioration of image quality.

この問題点を解決する方法として、特開昭63−134
252号公報には、温度センサと発熱手段をヘッド部に
設置し、低温時にはヘッド全体の温度を一定温度に上昇
させる方法が記載されている。
As a method to solve this problem,
Publication No. 252 describes a method in which a temperature sensor and a heat generating means are installed in the head section, and the temperature of the entire head is raised to a constant temperature when the temperature is low.

しかしながら、この方法は、ヘッド全体を温めるため、
付加するヒーターが大きくなり、ヘッド全体の寸法が大
きくなるとともに、ヘッド外部から内部のインクを温め
るため、消費電力が大きくなるという問題がある。
However, this method heats the entire head,
There are problems in that the size of the added heater increases, the overall size of the head increases, and power consumption increases because ink inside the head is heated from outside the head.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、新たに温度制御装置を付加することなく、また、
消費電力もそれほど増加させることなく、外部環境温度
に影響されずに安定した画質を得ることができるインク
ジェット記録方法を提供することを目的とするものであ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to provide an inkjet recording method that can obtain stable image quality without significantly increasing power consumption and without being affected by external environmental temperature.

(課題を解決するための手段) 本発明は、基板上に設けられたヒーターに印字パルスを
印加し、その発熱により発生する蒸気バブルの圧力によ
って、インクドロップを記録媒体に飛翔させ、記録を行
なうインクジェット記録方法において、印字パルスを印
加する前に、前記印字パルスよりも小さいエネルギーの
パルス(先行パルス)をヒーターに印加することを特徴
とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention applies a printing pulse to a heater provided on a substrate, and uses the pressure of vapor bubbles generated by the heat generation to cause ink drops to fly onto a recording medium to perform recording. The inkjet recording method is characterized in that, before applying a printing pulse, a pulse (preceding pulse) having smaller energy than the printing pulse is applied to the heater.

先行パルスとして、印字パルスより電圧が低いパルスを
印加することができる。
As the preceding pulse, a pulse having a lower voltage than the printing pulse can be applied.

先行パルスは、印字パルスよりパルス幅・電圧とも小さ
いパルスを印加することができる。
As the preceding pulse, a pulse having a smaller pulse width and voltage than the printing pulse can be applied.

画像信号に基づいて、印字パルスに先立って先行パルス
を印加した場合には、印字パルスの幅・電圧の一方ある
いは双方を変化させることができる。
When a preceding pulse is applied prior to a print pulse based on the image signal, one or both of the width and voltage of the print pulse can be changed.

先行パルスは、一時的にホームポジションに戻ったとき
、あるいは、キャリッジの走行方向が反転する時に印加
してもよい。
The preceding pulse may be applied when the carriage temporarily returns to its home position or when the direction of travel of the carriage is reversed.

(作用) 第3図は、本発明の実施例に用いたサーマルインクジェ
ットプリンタのヘッド部の概略構成を示す断面図である
。図中、1はチャンネル基板、2はヒーター基板、3は
蓄熱層、4はインク流路、5はインク供給口、6はノズ
ル、7は厚膜絶縁層、8は保護層、9は絶縁層(保護層
)、10はヒーター層、11は電極層、12は絶縁層、
13はピットである。このサーマルインクジェットヘッ
ドの各寸法は、ヒーターからノズルまでが110μm、
ヒーターからインク供給口までが130μm、ヒーター
サイズは45μm×110μmであり、その抵抗値は室
温で130Ωである。
(Function) FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a head section of a thermal inkjet printer used in an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a channel substrate, 2 is a heater substrate, 3 is a heat storage layer, 4 is an ink flow path, 5 is an ink supply port, 6 is a nozzle, 7 is a thick film insulation layer, 8 is a protective layer, and 9 is an insulation layer (protective layer), 10 is a heater layer, 11 is an electrode layer, 12 is an insulating layer,
13 is a pit. The dimensions of this thermal inkjet head are 110 μm from the heater to the nozzle;
The distance from the heater to the ink supply port is 130 μm, the heater size is 45 μm×110 μm, and its resistance value is 130 Ω at room temperature.

このヒーター部に、パルス幅3μsec、電圧32Vの
パルスを、繰り返し周波数3kHzで印加したところ、
環境温度30℃においては、80plの体積のドロップ
が得られた。しかしながら、環境温度15℃においては
、同じ条件のパルスを印加した場合には、56plの体
積のドロップしか得られず、紙上のドット濃度が減少し
た。
When a pulse with a pulse width of 3 μsec and a voltage of 32 V was applied to this heater section at a repetition frequency of 3 kHz,
At an ambient temperature of 30° C., a drop with a volume of 80 pl was obtained. However, at an environmental temperature of 15° C., when a pulse under the same conditions was applied, a drop with a volume of only 56 pl was obtained, and the dot density on the paper decreased.

第2図は、印加電圧とヒーターとインクとの界面の温度
、バブル体積のそれぞれの時間的経過を示すものであり
、aは印加電圧であり、符号20で示したものは印字パ
ルスである。bはヒーターとインクとの界面の温度、c
はバブル体積を示す。
FIG. 2 shows the time course of the applied voltage, the temperature at the interface between the heater and the ink, and the bubble volume, where a is the applied voltage and 20 is the printing pulse. b is the temperature at the interface between the heater and ink, c
indicates the bubble volume.

また、同図(A)は、環境温度が30℃の場合、同図(
B)は、環境温度が15℃の場合のグラフである。
In addition, when the environmental temperature is 30°C, the figure (A) is
B) is a graph when the environmental temperature is 15°C.

この結果から、環境温度の低下によってインクドロップ
の体積が減少する理由について考えると、インク温度の
低下により、インク粘度が増加し、それにより流路抵抗
の増加が起こることも考えられるが、インクジェットの
ような過渡流れ現象においては、流路抵抗の増加の影響
は小さく、むしろ、温度の低下により、バブル体積が減
少し、また、バブルの消滅時刻が早まったことによる影
響が大きいと思われる。
Based on this result, considering the reason why the volume of ink drop decreases due to a decrease in environmental temperature, it is possible that a decrease in ink temperature increases ink viscosity, which causes an increase in flow path resistance. In such a transient flow phenomenon, the effect of an increase in flow path resistance is small, and the effect is rather large because the bubble volume decreases due to a decrease in temperature and the bubble disappears earlier.

この理由から、ドロップ体積を増加させるには、流路抵
抗の影響は小さいので、ヘッド内部のインク全体を温め
る必要はなく、ヒーター近傍のインクのみを昇温させれ
ば良いということができる。
For this reason, in order to increase the drop volume, the influence of flow path resistance is small, so it is not necessary to heat the entire ink inside the head, but only the ink near the heater needs to be heated.

そこで、第2図(C)に示すように、印字パルス20に
先だって、バブルが発生しない程度にパルス21を印加
させる。このパルス20によるヒーターの発熱によって
、ヒーター近傍のインク温度を上昇させ、発生させるバ
ブル体積を増すことができ、また、バブルの消滅時刻を
遅らせることができる。それにより噴射させるドロップ
体積を増加させることが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 2(C), prior to the printing pulse 20, a pulse 21 is applied to such an extent that no bubbles are generated. The heat generated by the heater due to the pulse 20 can raise the ink temperature near the heater, increase the volume of generated bubbles, and delay the time at which the bubbles disappear. This makes it possible to increase the volume of the drop to be ejected.

印字パルスに先だって、印加するパルスは、環境温度が
低い場合にのみ印加するようにしてもよい。あるいは、
環境温度に応じて、先行して印加するパルスのエネルギ
ーを自動的に変えるようにしてもよい。
Prior to the printing pulse, the pulse may be applied only when the environmental temperature is low. or,
The energy of the previously applied pulse may be automatically changed depending on the environmental temperature.

(実施例) 第1図は、本発明のインクジェット記録方法の一実施例
の説明図である。印字パルス20は、駆動周波数fで与
えられるが、印字パルスに先だって、バブルが発生しな
い程度に先行パルス21を印加させる。
(Example) FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of the inkjet recording method of the present invention. The printing pulse 20 is given at a driving frequency f, and a preceding pulse 21 is applied prior to the printing pulse to an extent that no bubbles are generated.

第3図で説明したと同じヘッドを用いた場合、先行パル
スの一例は、パルス幅15μsec、電圧10Vのパル
スとした。このパルスをヒーターに印加したところ、印
字パルスによって、環境温度15℃においても78pl
のドロップを得ることができ、30℃の時と同じ画質を
得ることができた。これは第2図で説明したように、先
行パルスを印加しない時に比べ、ヒーター近傍のインク
温度が上昇し、バブル体積が増大できたためである。
When using the same head as described in FIG. 3, an example of the preceding pulse was a pulse with a pulse width of 15 μsec and a voltage of 10 V. When this pulse was applied to the heater, the printing pulse produced 78 pl even at an environmental temperature of 15°C.
drop and the same image quality as at 30°C. This is because, as explained in FIG. 2, the ink temperature near the heater rose compared to when no preceding pulse was applied, and the bubble volume increased.

第4図は、先行パルスの有無を利用して、ドロップ体積
により大きな幅をもたせて階調表現を行なうことができ
るようにしたものである。
FIG. 4 shows a method in which the presence or absence of a preceding pulse is used to give a larger width to the drop volume to express gradation.

第3図で説明したと同じヘッドを用いて環境温度25℃
一定のもとで、印字した。
Using the same head as explained in Figure 3, the ambient temperature was 25℃.
Printed under certain conditions.

先行パルスなしの時に、幅3μsec、30Vの印字パ
ルス20aを印加したところ、59plのドロップを得
た。次に、印字パルスに先だって、パルス幅20μse
c、電圧12Vの先行パルス21を印加し、次いで、印
字パルスとして、4.5μsec、電圧28Vのパルス
20bを印加したところ、105plのドロップを得た
When a printing pulse 20a with a width of 3 μsec and a voltage of 30 V was applied when there was no preceding pulse, a drop of 59 pl was obtained. Next, before the printing pulse, a pulse width of 20μse is applied.
c, a preceding pulse 21 with a voltage of 12 V was applied, and then a pulse 20b with a voltage of 28 V for 4.5 μsec was applied as a printing pulse, and a drop of 105 pl was obtained.

この2種類のドロップを、紙上で2×2マトリクスのデ
ィザ法と併用することにより、16階調(3L法)を得
ることができた。この方法によれば、従来の4×4マト
リクスによる階調表現法より、解像度を2倍に向上させ
ることができた。
By using these two types of drops together with a 2×2 matrix dither method on paper, 16 gradations (3L method) could be obtained. According to this method, the resolution can be doubled compared to the conventional gradation expression method using a 4×4 matrix.

なお、これらの実施例に用いたインクの組成は、水60
重量%、ジエチレングリコール38重量%、染料2重量
%である。
The composition of the ink used in these examples was 60% water
% by weight, diethylene glycol 38% by weight, and dye 2% by weight.

第1図で説明した実施例では、低温時に昇温用の先行パ
ルスを印加したが、常時、印加するようにしてもよく、
または、温度に応じて先行パルスのエネルギーを変える
ようにしてもよい。
In the embodiment explained in FIG. 1, the preceding pulse for temperature increase was applied at low temperature, but it may be applied all the time.
Alternatively, the energy of the preceding pulse may be changed depending on the temperature.

また、先行パルスを印字パルスの直前に印加したが、画
像データの待機時、あるいは、メンテナンス操作の実行
時に、あるいは、キャリッジの走行方向が反転する時な
どに、第5図に示すように、印字パルス20に対して、
複数の先行パルス21を連続して印加して、ヒーター近
傍のインクを昇温するようにしても良い。
In addition, although the preceding pulse was applied immediately before the printing pulse, when waiting for image data, when performing maintenance operations, or when the running direction of the carriage is reversed, printing may occur as shown in Fig. 5. For pulse 20,
A plurality of preceding pulses 21 may be applied in succession to raise the temperature of the ink near the heater.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、特別
の温度制御装置を付加することなく、従来のヘッド構成
で、環境温度変化による画質の変化を防止することがで
きる効果がある。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent changes in image quality due to environmental temperature changes with a conventional head configuration without adding a special temperature control device. effective.

また、画像信号に応じて先行パルスを記録用パルスと組
み合わせることによって従来の階調表現法に比べ、解像
度を低下させることなく、広範囲の階調表現を行なうこ
とができる効果もある。
Furthermore, by combining the preceding pulse with the recording pulse according to the image signal, it is possible to express a wide range of gradations without lowering the resolution compared to conventional gradation expression methods.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、不発明のインクジェット記録方法の一実施例
の説明図、第2図は、不発明の作用の説明図、第3図は
、本発明の実施例に用いられるサーマルインクジェット
プリンタのヘッド部の概略構成を示す断面図、第4図は
、本発明のインクジェット記録方法の実施例の説明図、
第5図は、本発明のインクジェット記録方法の他の実施
例の説明図である。 20、20a、20b…印字パルス 21…先行パルス 特許出願人 富士ゼロックス株式会社 代理人 石井康夫
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the inkjet recording method of the invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the invention, and FIG. 3 is a head of a thermal inkjet printer used in the embodiment of the invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of an embodiment of the inkjet recording method of the present invention;
FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the inkjet recording method of the present invention. 20, 20a, 20b...Print pulse 21...Prior pulse Patent applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Agent Yasuo Ishii

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基板上に設けられたヒーターに印字パルスを印加し、そ
の発熱により発生する蒸気バブルの圧力によって、イン
クドロップを記録媒体に飛翔させ、記録を行なうインク
ジェット記録方法において、印字パルスを印加する前に
、前記印字パルスよりも小さいエネルギーのパルスをヒ
ーターに印加することを特徴とするインクジェット記録
方法。
In an inkjet recording method in which a printing pulse is applied to a heater provided on a substrate, and the pressure of a vapor bubble generated by the heat generation causes ink drops to fly onto a recording medium and perform recording, before applying a printing pulse, An inkjet recording method characterized in that a pulse of energy smaller than the printing pulse is applied to a heater.
JP32010190A 1990-11-24 1990-11-24 Ink jet recording method Pending JPH04363251A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32010190A JPH04363251A (en) 1990-11-24 1990-11-24 Ink jet recording method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32010190A JPH04363251A (en) 1990-11-24 1990-11-24 Ink jet recording method

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ID=18117721

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JP32010190A Pending JPH04363251A (en) 1990-11-24 1990-11-24 Ink jet recording method

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JP (1) JPH04363251A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6145948A (en) * 1993-05-26 2000-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head and ink jet recording apparatus in which both preliminary heating and driving signals are supplied according to stored image data

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6145948A (en) * 1993-05-26 2000-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head and ink jet recording apparatus in which both preliminary heating and driving signals are supplied according to stored image data

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